Bachelorstudiengang Medizintechnik

Kompetenzfeld

Biomechanik & Bewegungswissenschaft

I. Krauß, P. Schneeweiß, P. Gollmer & Mitarbeiter

Module des Kompetenzfelds

Das Kompetenzfeld besteht aus zwei separaten Modulen

Moduldauer: je 1 Semester

Angewandte Biomechanik und Motorik (Stuttgart):

Prof. Dr. W. Alt

Vorlesung: Biomechanik der menschlichen Bewegung (2 SWS, 2 LP)

Übung: Biomechanische Methoden und motorische Experimente, Advanced

EDULAB (2 SWS, 4 LP)

Klinische und orthopädische Biomechanik (Tübingen):

Prof. Dr. I. Krauß & Mitarbeiter

VL: Messtechnik in Biomechanik und Bewegungswissenschaft (2 SWS, 2 LP)

Übung: Praktische Anwendung & Evaluation ausgewählter Methoden (2 SWS, 4 LP)

Inhalte Tübingen

Klinische und orthopädische Biomechanik

Aufbau Kompetenzbereich (Modul K6.2)

maximal 12 Teilnehmer

Vorlesung und praktische Übung

schriftliche Prüfung (Gewichtung 50%)

Präsentation der Ergebnisse aus praktischer Übung (Gewichtung 50%)

Aufbau Ergänzungsbereich (Modul E12)

keine Begrenzung der Teilnehmerzahl

Vorlesung

schriftliche Prüfung (Gewichtung 100%)

Kompetenzbereich und Ergänzungsbereich nehmen an derselben Vorlesung teil.

Lehrziele des Kompetenzfelds

Vorlesung (Ergänzungsbereich):

Sie erlernen und verstehen die Grundlagen kinematischer, kinetischer,

elektrophysiologischer, leistungsphysiologischer sowie manueller

Messmethoden.

Sie erhalten einen Einblick in die praktische Umsetzung der

theoretischen Lehrinhalte.

Sie erwerben Kenntnisse über das Tätigkeitsfeld Sportmedizin und die

möglichen Schnittstellen zur Medizintechnik.

Kompetenzbereich (Praktikum):

Sie wenden ausgewählte Messmethoden eigenständig an (Praktikum).

Sie erwerben Kenntnisse in der Durchführung naturwissenschaftlicher

Experimente im klinischen Feld.

Terminplanung WS 2017/18 (Änderungen vorbehalten)

Stundenplan WS 2017/18

Das multidisziplinäre Lehr-Team (Änderungen vorbehalten)

7

Inga Krauß Benjamin

Steinhilber Patrick

Schneeweiß Clemens Plank Philipp Gollmer Pia Janßen

Physiotherapie Sport-Wiss

Sport-Wiss

Informatik

Orthopädie

Themenübersicht (Änderungen vorbehalten)

8

Inga Krauß

Einführung

Anwendungsbereiche

Kinematik

Pedographie

Isokinetik

Benjamin Steinhilber

Elektro-myographie

Patrick Schneeweiß

Leistungs-diagnostik

Spiro-ergometrie

Clemens Plank

Kinetik (Sprungkraft)

Philipp Gollmer

Kinematik

Pia Janßen

Manuelle Diagnose

(Orthopädie)

Inhalte Tübingen

Klinische und orthopädische Biomechanik

2D-Bewegungsanalyse

Grundlagen der 2D-Bewegungsanalyse (Video)

Messgrößen der 2D-Kinematik

Grenzen der 2D-Kinematik

Studienbeispiele

Einsatzbereiche der 2D-Bewegungsanalyse im Sport & in der Klinik

Klinische Ganganalyse

Inhalte Tübingen

Klinische und orthopädische Biomechanik

3D-Bewegungsanalyse

Grundlagen der 3D-Bewegungsanalyse

Platzierung von Markern

Modellbildung (unterschiedliche Modelle)

Berechnung Gelenkwinkelverläufe

Messgrößen der 3D-Kinematik

Grenzen der 3D-Kinematik

Studienbeispiele

Einsatzbereiche der 3D-Kinematik im Sport & in der Klinik

Forschung

Inhalte Tübingen

Klinische und orthopädische Biomechanik

Kinetische Messverfahren 1: Bodenreaktionskräfte

3D-Kraftmessplatte

Kraft-Zeit-Verläufe (Analyse und Interpretation)

Bewertung der Kraft-Zeit-Verläufe aus sportlicher & klinischer Sicht

Studienbeispiele

FGR

F

FR

AJ

F

FRK

JF

FG

FG

FG

-500

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

Gehen Fz

Laufen langsam HS Fz

Laufen medium HS Fz

Laufen medium VF Fz

Inhalte Tübingen

Klinische und orthopädische Biomechanik

Kinetische Messverfahren 2: Plantare Druckverteilungsmessung

Grundlagen der Druckverteilungsmessung in der Bewegungsanalyse

Sensortypen, Messsysteme, Messgrößen

Analyse & Interpretation von Druckverteilungsmessungen

Einsatzbereiche im Sport & in der Klinik

Inhalte Tübingen

Klinische und orthopädische Biomechanik

Koordination

Grundlagen zur Koordination in der Bewegungsanalyse

Mess-Systeme, Messgrößen

Analyse & Interpretation koordinativer Tests

Grenzen &Probleme koordinativer Tests und Verfahren

Einsatzbereiche in der Klinik

Inhalte Tübingen

Klinische und orthopädische Biomechanik

Kraftdiagnostik: Isokinetische Kraftmessungen

Grundlagen der unterschiedlichen Arbeitsweisen (Isometrie, Konzentrik, Exzentrik)

Messystem, Messgrößen

Grenzen isokinetischer Kraftmessungen

Praktische Durchführung isokinetischer Kraftmessungen

Einsatzbereiche im Sport & in der Klinik

Inhalte Tübingen

Klinische und orthopädische Biomechanik

Kraftdiagnostik 2: Isometrische Kraftmessungen

Grundlagen der isometrischer Maximalkraftmessungen

Mess-Systeme, Messgrößen

Grenzen und Probleme isometrischer Messungen

Auswertung & Interpretation der Ergebnisse

Einsatzbereiche im Sport & in der Klinik

Inhalte Tübingen

Klinische und orthopädische Biomechanik

Oberflächen-Elektromyographie

Ableitung, Analyse und graphische Darstellung elektrischer Vorgänge in der

Muskulatur

Normierungsverfahren

Interpretation der Ergebnisse

Einsatzbereiche in der Arbeitswelt, im Sport & in der Klinik

Hautelektroden

Inhalte Tübingen

Klinische und orthopädische Biomechanik

Laktatdiagnostik und Spiroergometrie

Grundlagen der Laktatleistungsdiagnostik

Grundlagen der Spiroergometrie

Mess-Systeme (SRM-Leistungserfassung), Messgrößen

Analyse & Interpretation der Ergebnisse

Einsatzbereiche im Sport & in der Klinik

Inhalte Tübingen

Klinische und orthopädische Biomechanik

Manuelle Untersuchungstechniken

Einblick in die manuelle Diagnostik des Arztes

Darstellung verschiedener Funktionstests

Vorstellung unterstützender Messinstrumente

Möglichkeiten und Grenzen der manuellen

Untersuchungstechniken

Praktische Beispiele aus Sportmedizin und

Orthopädie

Inhalte Tübingen

Klinische und orthopädische Biomechanik

Beispiele klinischer Studien

Studien MedTech

Testgüte

Evaluation MedTech

Anwendung MedTech

Methodenpassung

Inhalte Tübingen

Klinische und orthopädische Biomechanik

Themenübersicht - Praktische Übung

Themenauswahl je nach aktueller Projektlage an der Sportmedizin:

Bewegungsanalyse

Kraftdiagnostik

Elektromyographie

Leistungsdiagnostik

Detaillierte Einführung in Messtechnik und Anwendungsmöglichkeiten

Eigenständige Durchführung von Ministudien zu den Themenbereichen

Verarbeitung & Analyse der Messdaten

Interpretation & Präsentation der Ergebnisse

Beispiele für Praktikumsinhalte

Praktikum Bewegungsanalyse

Thema: 3-dimensionale Bewegungsanalyse

Ort: GZT, Biomechaniklabor (E6)

Betreuer: Philipp Gollmer

Studie: Kinematische Messungen mit Goniometer und/oder 3-D-Kinematik.

Voraussetzungen: keine.

Sportkleidung und Laufschuhe mitbringen!

Fragestellung

Noch festzulegen.

Die Praxis

Markern, 3-D-Kinematik, 30-60 Laufbandermüdung, 3-D-Kinematik,

Trialbearbeitung (Qualitätskontrolle, Standphasenzuschnitt,

Modellierung und Auslese), Datenanalyse

Praktikum Ergometrie

Thema: „Optimale Trittfrequenz“ im Radsport?

Ort: GZT, Ergometrielabor (E7)

Betreuer: Patrick Schneeweiß

Kurzbeschreibung: Es werden gegenseitig Belastungsuntersuchungen auf dem Rad-

Ergometer durchgeführt und physiologische Reaktionen ausgewertet. Jeder TN wird

selbst mehrfach gemessen.

Voraussetzungen: Gesundheit und Leistungsbereitschaft; Sportkleidung (immer

mitbringen)!

Fragestellung

Noch festzulegen.

Die Praxis

…endlich mal alles

geben! ;-)

Druchführung der Ergometrie, HF-Messung, Laktatmessung…

Berufsfeld: was kann ich später damit machen?

Der „Biomechaniker“ arbeitet an der Schnittstelle zwischen Ingenieurs-

Naturwissenschaften und Medizin.

Er stützt sich dabei auf fundierte Kenntnisse aus der Mechanik und versteht

die Eigenschaften und die Funktionen biologischer Systeme.

In der Forschung bearbeitet er z.B.: Fragen am Interface zwischen Mensch,

Gerät und Umwelt.

In der Klinik müssen orthopädische Hilfsmittel (Orthesen, Prothesen,

Gehhilfen oder auch Implantate etc.) optimiert werden.

In der Rehabilitation gehören z.B.: Ganganalysen vor und nach Operationen

zum Aufgabenspektrum.

Im Sport kann es um Fragen der Geräte- und Ausrüstungsoptimierung aber

auch um Bewegungsanalysen zur Leitungsverbesserung und

Verletzungsprophylaxe gehen.

Möglichkeit der Bachelorarbeit

Beispiele aus der Vergangenheit:

Validierung einer neuen Messtechnologie zur Erfassung der Leistung im

Radsport.

Überprüfung der Testgüte neuartiger Messverfahren zur Erfassung

biomechanischer Variablen im Laufsport

Überprüfung ergonomischer Arbeitshilfen in Hinblick auf Anwendbarkeit und

Belastungsreduktion am Arbeitsplatz

Einfluss unterschiedlicher orthopädischer Einlagen auf kinematische

Messgrößen im Gehen

Implementierung der Messtechnologie „Goniometer“ zur Erfassung der

Rückfußkinematik in die Routine der Sportmedizin

Exploration unterschiedlicher Filter zur Weiterverarbeitung kinematischer

Daten

29

Vielen Dank.

Kontakt: Prof. Dr. Inga Krauß

E-Mail: inga.krauss@med.uni-tuebingen.de

Universitätsklinikum Tübingen

Abt. Sportmedizin

AG Biomechanik/Trainingswissenschaft

Hoppe-Seyler-Straße 6

72076 Tübingen